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技術 建設機械

出願人 住友建機株式会社
発明者 泉川岳哉
出願日 2014年9月18日 (6年2ヶ月経過) 出願番号 2014-190345
公開日 2016年4月25日 (4年6ヶ月経過) 公開番号 2016-061084
状態 特許登録済
技術分野 建設機械の構成部品 掘削機械の作業制御
主要キーワード 目標設定処理 休止指令 通常回転数 GPSコンパス 無操作期間 再開指令 休止フラグ 回転レーザ
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2016年4月25日)のものです。
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図面 (8)

課題

ショベルの状態に応じてマシンガイダンス機能動作状態を変更できるショベルを提供すること。

解決手段

バケット6の現在位置と目標位置偏差の大きさを音で知らせるマシンガイダンス装置50が搭載されるショベルは、ショベルの状態が予め設定された状態であると判定した場合にその音を弱め或いは消失させるコントローラ30を備える。なお、マシンガイダンス装置50は断続音を用いて偏差の大きさを操作者に知らせ、偏差が小さくなるほどその断続音の出力間隔を短くする。予め設定された状態はショベルの操作が一時的に休止されている状態である。コントローラ30は、無操作期間が所定時間以上となった場合、オートアイドル機能を作動させた場合、オートアイドルストップ機能を作動させた場合、或いは、ゲートロックレバーD4により操作装置26が無効にされた場合に、ショベルの操作が一時的に休止されていると判定する。

概要

背景

バケットの現在位置と施工後の地面の位置とを表示するシステムを搭載するショベルが知られている(特許文献1参照。)。

概要

ショベルの状態に応じてマシンガイダンス機能動作状態を変更できるショベルを提供すること。バケット6の現在位置と目標位置偏差の大きさを音で知らせるマシンガイダンス装置50が搭載されるショベルは、ショベルの状態が予め設定された状態であると判定した場合にその音を弱め或いは消失させるコントローラ30を備える。なお、マシンガイダンス装置50は断続音を用いて偏差の大きさを操作者に知らせ、偏差が小さくなるほどその断続音の出力間隔を短くする。予め設定された状態はショベルの操作が一時的に休止されている状態である。コントローラ30は、無操作期間が所定時間以上となった場合、オートアイドル機能を作動させた場合、オートアイドルストップ機能を作動させた場合、或いは、ゲートロックレバーD4により操作装置26が無効にされた場合に、ショベルの操作が一時的に休止されていると判定する。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
2件
牽制数
0件

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請求項1

エンドアタッチメントの現在位置と目標位置との偏差の大きさを音で知らせるマシンガイダンス機能が搭載される建設機械であって、当該建設機械の状態が予め設定された状態であると判定した場合に前記音を弱め或いは消失させる制御装置を備える、建設機械。

請求項2

前記予め設定された状態は、当該建設機械の操作が一時的に休止されている状態である、請求項1に記載の建設機械。

請求項3

前記音は断続音であり、前記制御装置は、前記偏差が小さくなるほど前記音の出力間隔を短くする、請求項1又は2に記載の建設機械。

請求項4

前記制御装置は、無操作期間が所定時間以上となった場合、オートアイドル機能を作動させた場合、オートアイドルストップ機能を作動させた場合、或いは、ゲートロックレバーにより操作装置が無効にされた場合に、当該建設機械の操作が一時的に休止されていると判定する、請求項1乃至3の何れか一項に記載の建設機械。

請求項5

前記エンドアタッチメントの現在位置は、前記エンドアタッチメントを含むアタッチメント姿勢から導き出され、前記目標位置は、入力装置を通じて入力される、請求項1乃至4の何れか一項に記載の建設機械。

技術分野

0001

本発明は、マシンガイダンス機能が搭載される建設機械に関する。

背景技術

0002

バケットの現在位置と施工後の地面の位置とを表示するシステムを搭載するショベルが知られている(特許文献1参照。)。

先行技術

0003

特開平10−103925号公報

発明が解決しようとする課題

0004

しかしながら、上述のシステムは、ショベルの稼働状態とは無関係に、角度センサの出力に基づいて算出されるバケットの姿勢のみに基づいてマシンガイダンスを実行する。そのため、上述のシステムは、例えば、ショベルが休止している場合等、マシンガイダンスを必要としない場合であってもマシンガイダンスを継続させてしまう。

0005

上述に鑑み、建設機械の状態に応じてマシンガイダンス機能の動作状態を変更できる建設機械の提供が望まれる。

課題を解決するための手段

0006

本発明の一実施形態に係る建設機械は、エンドアタッチメントの現在位置と目標位置との偏差の大きさを音で知らせるマシンガイダンス機能が搭載される建設機械であって、当該建設機械の状態が予め設定された状態であると判定した場合に前記音を弱め或いは消失させる制御装置を備える。

発明の効果

0007

上述の手段により、建設機械の状態に応じてマシンガイダンス機能の動作状態を変更できる建設機械が提供される。

図面の簡単な説明

0008

本発明の実施例に係るショベルの側面図である。
図1のショベルの駆動系の構成例を示すブロック図である。
コントローラ及びマシンガイダンス装置の構成例を示す機能ブロック図である。
ガイダンス音制御処理の流れを示すフローチャートである。
コントローラ及びマシンガイダンス装置の別の構成例を示す機能ブロック図である。
コントローラ及びマシンガイダンス装置のさらに別の構成例を示す機能ブロック図である。
コントローラのさらに別の構成例を示す機能ブロック図である。

実施例

0009

図1は、本発明の実施例に係る建設機械の一例であるショベルを示す側面図である。ショベルの下部走行体1には旋回機構2を介して上部旋回体3が搭載される。上部旋回体3にはブーム4が取り付けられる。ブーム4の先端にはアーム5が取り付けられ、アーム5の先端にはエンドアタッチメントとしてのバケット6が取り付けられる。なお、エンドアタッチメントは、法面用バケット、浚渫用バケット等であってもよい。

0010

ブーム4、アーム5、及びバケット6は、アタッチメントの一例である掘削アタッチメントを構成し、ブームシリンダ7、アームシリンダ8、及びバケットシリンダ9によりそれぞれ油圧駆動される。また、ブーム4にはブーム角度センサS1が取り付けられ、アーム5にはアーム角度センサS2が取り付けられ、バケット6にはバケット角度センサS3が取り付けられる。なお、掘削アタッチメントは、バケットチルト機構を備えていてもよい。

0011

ブーム角度センサS1は、ブーム4の回動角度を検出するセンサである。本実施例では、水平面に対する傾斜を検出して上部旋回体3とブーム4とを連結するブームフートピン回りのブーム4の回動角度を検出する加速度センサである。アーム角度センサS2は、アーム5の回動角度を検出するセンサである。本実施例では、水平面に対する傾斜を検出してブーム4とアーム5とを連結する連結ピン回りのアーム5の回動角度を検出する加速度センサである。バケット角度センサS3は、バケット6の回動角度を検出するセンサである。本実施例では、水平面に対する傾斜を検出してアーム5とバケット6を連結する連結ピン回りのバケット6の回動角度を検出する加速度センサである。また、掘削アタッチメントがバケットチルト機構を備える場合、バケット角度センサS3は、チルト軸回りのバケット6の回動角度を追加的に検出する。なお、ブーム角度センサS1、アーム角度センサS2、及びバケット角度センサS3の少なくとも1つは、可変抵抗器を利用したポテンショメータ、対応する油圧シリンダストローク量を検出するストロークセンサ、連結ピン回りの回動角度を検出するロータリエンコーダ等であってもよい。

0012

上部旋回体3にはキャビン10が設けられ且つエンジン11等の動力源が搭載される。また、上部旋回体3には機体傾斜センサS4が取り付けられる。また、キャビン10内には、入力装置D1、音声出力装置D2、表示装置D3、記憶装置D4、ゲートロックレバーD5、コントローラ30、及びマシンガイダンス装置50が搭載される。

0013

コントローラ30は、ショベルの駆動制御を行う主制御部としての制御装置である。本実施例では、コントローラ30は、CPU及び内部メモリを含む演算処理装置で構成される。そして、コントローラ30の各種機能は、CPUが内部メモリに格納されたプログラムを実行することで実現される。

0014

マシンガイダンス装置50は、ショベルの操作をガイドする装置である。本実施例では、マシンガイダンス装置50は、例えば、操作者が設定した目標地形の表面とバケット6の先端(爪先)位置との鉛直方向における距離を視覚的に且つ聴覚的に操作者に知らせることで操作者によるショベルの操作をガイドする。なお、マシンガイダンス装置50は、その距離を視覚的に操作者に知らせるのみであってもよく、聴覚的に操作者に知らせるのみであってもよい。具体的には、マシンガイダンス装置50は、コントローラ30と同様、CPU及び内部メモリを含む演算処理装置で構成される。そして、マシンガイダンス装置50の各種機能はCPUが内部メモリに格納されたプログラムを実行することで実現される。

0015

機体傾斜センサS4は、水平面に対する上部旋回体3の傾斜を検出するセンサである。本実施例では、上部旋回体3の前後軸及び左右軸回り傾斜角度を検出する2軸加速度センサである。

0016

入力装置D1は、ショベルの操作者がマシンガイダンス装置50に各種情報を入力するための装置である。本実施例では、入力装置D1は、表示装置D3の表面に取り付けられるメンブレンスイッチである。なお、入力装置D1はタッチパネルであってもよい。

0017

音声出力装置D2は、マシンガイダンス装置50からの音声出力指令に応じて各種音声情報を出力する装置である。本実施例ではマシンガイダンス装置50に直接接続される車載スピーカが利用される。なお、ブザーが利用されてもよい。

0018

表示装置D3は、マシンガイダンス装置50からの指令に応じて各種画像情報を出力する装置である。本実施例ではマシンガイダンス装置50に直接接続される車載液晶ディスプレイが利用される。

0019

記憶装置D4は、各種情報を記憶するための装置である。本実施例では、記憶装置D4は、半導体メモリ等の不揮発性記憶媒体であり、マシンガイダンス装置50等が出力する各種情報を記憶する。

0020

ゲートロックレバーD5は、ショベルが誤って操作されるのを防止する機構である。ゲートロックレバーD5は、第1状態と第2状態とを切り換え可能であり、第1状態に切り換えられた場合に各種操作装置を有効にし、第2状態に切り換えられた場合に各種操作装置を無効にする。本実施例では、ゲートロックレバーD5は、キャビン10のドア運転席との間に配置される。そして、キャビン10から操作者が退出できないように引き上げられた場合に各種操作装置を有効にし、キャビン10から操作者が退出できるように押し下げられた場合に各種操作装置を無効にする。

0021

図2は、図1のショベルの駆動系の構成例を示すブロック図である。図2において、機械的動力系は二重線高圧油圧ラインは太実線パイロットライン破線電気駆動制御系は細実線でそれぞれ示される。

0022

エンジン11はショベルの動力源である。本実施例では、エンジン11は、エンジン負荷増減にかかわらずエンジン回転数を一定に維持するアイソクロナス制御を採用するディーゼルエンジンである。また、エンジン11は、エンジンコントローラD7により燃料噴射量、燃料噴射タイミングブースト圧等が制御される。

0023

エンジンコントローラD7はエンジン11を制御する装置である。本実施例では、エンジンコントローラD7は、オートアイドル機能オートアイドルストップ機能等の各種機能を実行する。

0024

オートアイドル機能は、所定の条件が満たされた場合にエンジン回転数を通常回転数(例えば2000rpm)からアイドル回転数(例えば800rpm)に低減させる機能である。本実施例では、エンジンコントローラD7は、コントローラ30からのオートアイドル指令に応じてオートアイドル機能を作動させてエンジン回転数をアイドル回転数まで低減させる。

0025

オートアイドルストップ機能は、所定の条件が満たされた場合にエンジン11を停止させる機能である。本実施例では、エンジンコントローラD7は、コントローラ30からのオートアイドルストップ指令に応じてオートアイドルストップ機能を作動させてエンジン11を停止させる。

0026

エンジン11には油圧ポンプとしてのメインポンプ14及びパイロットポンプ15が接続される。メインポンプ14には高圧油圧ライン16を介してコントロールバルブ17が接続される。

0027

コントロールバルブ17は、ショベルの油圧系の制御を行う油圧制御装置である。右側走行用油圧モータ1A、左側走行用油圧モータ1B、ブームシリンダ7、アームシリンダ8、バケットシリンダ9、旋回用油圧モータ21等の油圧アクチュエータは、高圧油圧ラインを介してコントロールバルブ17に接続される。

0028

パイロットポンプ15にはパイロットライン25を介して操作装置26が接続される。

0029

操作装置26は、レバー26A、レバー26B、ペダル26Cを含む。本実施例では、操作装置26は、油圧ライン27及びゲートロック弁D6を介してコントロールバルブ17に接続される。また、操作装置26は、油圧ライン28を介して圧力センサ29に接続される。

0030

ゲートロック弁D6は、コントロールバルブ17と操作装置26とを接続する油圧ライン27の連通・遮断を切り換える弁である。本実施例では、コントローラ30からの指令に応じて油圧ライン27の連通・遮断を切り換える電磁弁である。コントローラ30は、ゲートロックレバーD5が出力する状態信号に基づいてゲートロックレバーD5の状態を判定する。そして、ゲートロックレバーD5が第1状態にあると判定した場合にゲートロック弁D6に対して連通指令を出力し、ゲートロック弁D6を開いて油圧ライン27を連通させる。その結果、操作装置26に対する操作者の操作が有効となる。一方、ゲートロックレバーD5が第2状態にあると判定した場合にゲートロック弁D6に対して遮断指令を出力し、ゲートロック弁D6を閉じて油圧ライン27を遮断する。その結果、操作装置26に対する操作者の操作が無効となる。

0031

圧力センサ29は、操作装置26の操作内容を圧力の形で検出するセンサであり、検出値をコントローラ30に対して出力する。

0032

次に、図3を参照し、コントローラ30及びマシンガイダンス装置50が有する各種機能要素について説明する。なお、図3は、コントローラ30及びマシンガイダンス装置50の構成例を示す機能ブロック図である。

0033

本実施例では、マシンガイダンス装置50は、ブーム角度センサS1、アーム角度センサS2、バケット角度センサS3、機体傾斜センサS4、入力装置D1、及びコントローラ30の出力を受信し、音声出力装置D2、表示装置D3、及び記憶装置D4のそれぞれに対して各種指令を出力する。また、マシンガイダンス装置50は、姿勢検出部51、偏差計算部52、音声出力制御部53、及び表示制御部54を有する。なお、コントローラ30及びマシンガイダンス装置50は、CAN(Controller Area Network)を通じて互いに接続される。

0034

姿勢検出部51は、アタッチメントの姿勢を検出する機能要素である。本実施例では、姿勢検出部51は、ブーム角度センサS1、アーム角度センサS2、バケット角度センサS3、及び機体傾斜センサS4のそれぞれの検出値に基づいて掘削アタッチメントの姿勢を検出する。具体的には、姿勢検出部51は、掘削アタッチメント上の各点に対応する基準座標系上の座標を導き出す。なお、基準座標系は、上部旋回体3上の1点を原点とする座標系であり、例えば、水平面上の掘削アタッチメントの延在方向をX軸とし鉛直線をZ軸とする3次元直交座標系である。また、掘削アタッチメント上の各点は、バケット6の先端(爪先)位置に対応する点を含む。

0035

偏差計算部52は、バケット6の現在位置と目標位置との偏差を導き出す。本実施例では、偏差計算部52は、姿勢検出部51が検出した掘削アタッチメントの姿勢と後述の目標地形情報とに基づいてバケット6の現在位置と目標位置との偏差を導き出す。具体的には、偏差計算部52は、バケット6の先端位置と目標地形の表面との鉛直方向における距離を偏差として導き出す。なお、偏差は、バケット6の先端位置と目標地形の表面との水平方向における距離、最短距離等であってもよい。

0036

音声出力制御部53は、音声出力装置D2から出力させる音声情報の内容を制御する。本実施例では、音声出力制御部53は、偏差計算部52が導き出した偏差が所定値以下となった場合に音声出力装置D2からガイダンス音としての断続音を出力させる。また、音声出力制御部53は、その偏差が小さくなるほど断続音の出力間隔無音部分の長さ)を短くする。なお、音声出力制御部53は、その偏差がゼロの場合、すなわち、バケット6の先端位置と目標地形の表面とが一致する場合、音声出力装置D2から連続音(出力間隔がゼロの断続音)を出力させてもよい。また、音声出力制御部53は、その偏差の正負反転した場合、断続音の高さ(周波数)を変化させてもよい。なお、偏差は、例えば、バケット6の先端位置が目標地形の表面より鉛直上方にある場合に正値となる。

0037

目標地形情報は、施工完了時地形に関する情報であり、入力装置D1を通じて入力され、記憶装置D4に記憶される。具体的には、操作者はショベルを実際に操作してバケット6の先端位置を基準点に移動させる。基準点は、例えば、測量用回転レーザが作成する基準面上の1点である。そして、操作者は、基準点と目標地形の表面との鉛直方向における距離を現時点における偏差として入力する。或いは、操作者は、法面施工の場合には、法面の最上端である法肩を基準点としてバケット6の先端位置をその基準点に移動させた上で基準座標系のX軸に対する法面の勾配を入力してもよい。以下では、操作者によるこのような目標地形情報の入力を目標設定処理と称する。

0038

マシンガイダンス装置50は目標設定処理が行われたか否かを管理する。本実施例では、マシンガイダンス装置50は自身の内部メモリに記憶される目標設定済みフラグを用いて目標設定処理が行われたか否かを管理する。目標設定済みフラグは、初期値である値「0」によって目標設定処理が未実施である状態を示し、値「1」によって目標設定処理が実施済みである状態を示す。そして、マシンガイダンス装置50は、目標設定処理が実施された場合に目標設定済みフラグの値を「1」に設定し、コントローラ30からリセット指令を受信した場合に目標設定済みフラグの値を「0」に設定する。なお、コントローラ30は、走行操作が行われた場合、旋回操作が行われた場合、イグニッションスイッチオフされた場合等に、マシンガイダンス装置50に対してリセット指令を出力する。また、マシンガイダンス装置50は、目標設定済みフラグが値「0」の場合、すなわち、目標設定処理が実施されていない状態ではマシンガイダンスを動作させないようにしてもよい。

0039

表示制御部54は、表示装置D3に表示させる各種画像情報の内容を制御する。本実施例では、表示制御部54は、姿勢検出部51が検出した掘削アタッチメントの姿勢と目標地形情報との関係を表示装置D3に表示させる。具体的には、表示制御部54は、バケット6及び目標地形の断面を側方(Y軸方向)から見たCG画像、及び、バケット6及び目標地形の断面を後方(X軸方向)から見たCG画像を表示装置D3に表示させる。

0040

次に、コントローラ30の詳細について説明する。本実施例では、コントローラ30は、休止判定部31及び再開判定部32を有する。また、コントローラ30は、ゲートロックレバーD5及び圧力センサ29の出力を受信し、マシンガイダンス装置50、ゲートロック弁D6、及びエンジンコントローラD7のそれぞれに対して各種指令を出力する。

0041

休止判定部31は、ショベルの操作が一時的に休止されているか否かを判定する機能要素である。本実施例では、休止判定部31は、圧力センサ29の出力に基づいてショベルの操作が行われていない期間(以下、「無操作期間」とする。)が所定時間T1以上継続したか否かを判定する。そして、無操作期間が所定時間T1以上継続したと判定した場合、休止判定部31は、ショベルの操作が一時的に休止されていると判定する。このとき、休止判定部31は、マシンガイダンス装置50に対してガイダンス音休止指令を出力する。ガイダンス音休止指令を受けたマシンガイダンス装置50はガイダンス音の出力を制限する。具体的には、音声出力装置D2が出力している断続音を弱め或いは消失させる。ショベルの操作を一時的に休止させているにもかかわらずガイダンス音としての断続音が継続的に出力されてしまうのを防止するためである。具体的には、マシンガイダンス装置50は、音声出力装置D2に対する音声出力指令の送信を中断する。或いは、マシンガイダンス装置50は、音声出力装置D2に対する音声出力指令の送信を継続したまま、音声出力装置D2の音量を低減或いは消失させてもよい。

0042

或いは、休止判定部31は、コントローラ30がオートアイドル指令をエンジンコントローラD7に対して出力する際に、ガイダンス音休止指令をマシンガイダンス装置50に対して出力してもよい。具体的には、休止判定部31は、無操作期間が所定時間T2以上継続したか否かを判定する。そして、無操作期間が所定時間T2以上継続したと判定した場合、休止判定部31は、エンジンコントローラD7に対してオートアイドル指令を出力し、且つ、マシンガイダンス装置50に対してガイダンス音休止指令を出力する。

0043

或いは、休止判定部31は、コントローラ30がオートアイドルストップ指令をエンジンコントローラD7に対して出力する際に、ガイダンス音休止指令をマシンガイダンス装置50に対して出力してもよい。具体的には、休止判定部31は、無操作期間が所定時間T3(≧T2)以上継続したか否かを判定する。そして、無操作期間が所定時間T3以上継続したと判定した場合、休止判定部31は、エンジンコントローラD7に対してオートアイドルストップ指令を出力し、且つ、マシンガイダンス装置50に対してガイダンス音休止指令を出力する。

0044

或いは、休止判定部31は、ゲートロックレバーD5が第2状態にあると判定した場合に、ガイダンス音休止指令をマシンガイダンス装置50に対して出力してもよい。具体的には、休止判定部31は、ゲートロックレバーD5が出力する状態信号に基づき、第1状態にあるゲートロックレバーD5が第2状態に切り換えられたと判定した場合、ゲートロック弁D6に対して遮断指令を出力し、且つ、マシンガイダンス装置50に対してガイダンス音休止指令を出力する。

0045

また、コントローラ30はガイダンス音を休止させたか否かを管理してもよい。本実施例では、コントローラ30は自身の内部メモリに記憶される休止フラグを用いてガイダンス音を休止させたか否かを管理する。休止フラグは、初期値である値「0」によってガイダンス音を休止させていない状態を示し、値「1」によってガイダンス音を休止させた状態を示す。そして、コントローラ30は、ガイダンス音を休止させた場合に休止フラグの値を「1」に設定し、後述のようにガイダンス音を再開させた場合に休止フラグの値を「0」に設定する。具体的には、休止判定部31は、ショベルの操作が一時的に休止されていると判定した場合に休止フラグを値「1」とし、その後にショベルの操作が再開されたと判定した場合に休止フラグを値「0」とする。

0046

再開判定部32は、自動的に休止させたガイダンス音の出力を再開させるか否かを判定する機能要素である。本実施例では、再開判定部32は、休止フラグが値「1」の場合、圧力センサ29の出力に基づいてショベルが操作されたか否かを判定する。そして、ショベルが操作されたと判定した場合、再開判定部32は、休止フラグを値「0」とし、且つ、マシンガイダンス装置50に対してガイダンス音再開指令を出力する。ガイダンス音再開指令を受けたマシンガイダンス装置50は、目標設定済みフラグが値「1」であれば、操作者に再度の目標設定処理の実施を強いることなく、バケット6の先端位置と目標地形の表面との鉛直方向における距離である偏差に応じた断続音の出力を自動的に再開させる。

0047

或いは、再開判定部32は、休止フラグが値「1」の場合、第2状態にあるゲートロックレバーD5が第1状態に切り換えられたと判定したときに、休止フラグを値「0」とし、且つ、ガイダンス音再開指令をマシンガイダンス装置50に対して出力してもよい。具体的には、再開判定部32は、ゲートロックレバーD5が出力する状態信号に基づき、第2状態にあるゲートロックレバーD5が第1状態に切り換えられたと判定した場合、休止フラグを値「0」とし、ゲートロック弁D6に対して連通指令を出力し、且つ、マシンガイダンス装置50に対してガイダンス音再開指令を出力してもよい。

0048

なお、再開判定部32は、ガイダンス音の出力を休止させた時間が所定時間を上回った場合、マシンガイダンス装置50に対してリセット指令を出力してもよい。操作者に改めて目標設定処理を実施させるためである。

0049

次に、図4を参照し、コントローラ30がガイダンス音を休止或いは再開させる処理(以下、「ガイダンス音制御処理」とする。)について説明する。なお、図4はガイダンス音制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。コントローラ30は、所定周期で繰り返しこのガイダンス音制御処理を実行する。

0050

最初に、コントローラ30は、自身の内部メモリに記憶された休止フラグを参照し、休止フラグの値が「0」であるか否かを判定する(ステップST1)。すなわち、コントローラ30は、ガイダンス音を休止させていないか否かを判定する。

0051

休止フラグの値が「0」であると判定した場合、すなわち、ガイダンス音を休止させていないと判定した場合(ステップST1のYES)、コントローラ30の休止判定部31は、ショベルの操作が一時的に休止されているか否かを判定する(ステップST2)。本実施例では、休止判定部31は、圧力センサ29の出力に基づいて無操作期間が所定時間T1以上継続したか否かを判定する。

0052

ショベルの操作が一時的に休止されていると判定した場合(ステップST2のYES)、休止判定部31は、マシンガイダンス装置50に対してガイダンス音休止指令を出力し、且つ、休止フラグの値を「1」に設定する(ステップST3)。ガイダンス音休止指令を受けたマシンガイダンス装置50はガイダンス音の出力を制限する。具体的には、音声出力装置D2が出力している断続音を弱め或いは消失させる。

0053

一方、ショベルの操作が休止されていないと判定した場合(ステップST2のNO)、休止判定部31は、マシンガイダンス装置50に対してガイダンス音休止指令を出力することなく、また、休止フラグの値を「1」に設定することなく、今回のガイダンス音制御処理を終了させる。

0054

また、ステップST1において休止フラグの値が「0」でないと判定した場合、すなわち、ガイダンス音を既に休止させていると判定した場合(ステップST1のNO)、コントローラ30の再開判定部32は、ショベルの操作が再開されたか否かを判定する(ステップST4)。

0055

ショベルの操作が再開されたと判定した場合(ステップST4のYES)、再開判定部32は、マシンガイダンス装置50に対してガイダンス音再開指令を出力し、且つ、休止フラグの値を「0」にリセットする(ステップST5)。ガイダンス音再開指令を受けたマシンガイダンス装置50はガイダンス音の出力を再開させる。この場合、マシンガイダンス装置50は、目標設定済みフラグが値「1」であれば、操作者に再度の目標設定処理の実施を強いることなく、バケット6の先端位置と目標地形の表面との鉛直方向における距離である偏差に応じた断続音の出力を再開させる。

0056

以上の構成により、コントローラ30は、操作者がショベルの操作を一時的に休止させる場合にガイダンス音の出力を自動的に休止させることでガイダンス音が鳴り続けてしまうのを防止できる。例えば、コントローラ30は、操作者が携帯電話を利用するためにショベルの操作を一時的に休止させた場合にガイダンス音が通話の邪魔になるのを防止できる。また、手作業によるガイダンス音の停止処理を操作者に強いることもない。そのため、操作者に煩わしさを感じさせてしまうのを防止できる。

0057

また、コントローラ30は、休止させたガイダンス音の出力を必要に応じて自動的に再開させることができる。そのため、手作業によるガイダンス音の再開処理を操作者に強いることもない。

0058

また、コントローラ30は、マシンガイダンスを停止させることなく、ガイダンス音の出力のみを一時的に休止させることができる。そのため、休止させたガイダンス音の出力を再開させたときに操作者に再度の目標設定処理を強いることもない。

0059

次に、図5を参照し、コントローラ30及びマシンガイダンス装置50の別の構成例について説明する。なお、図5は、コントローラ30及びマシンガイダンス装置50の別の構成例を示す機能ブロック図である。

0060

図5の構成は、音声出力装置D2がマシンガイダンス装置50ではなくコントローラ30に接続される点で図3の構成と相違するがその他の点で共通する。そのため、共通部分の説明を省略し、相違部分を詳細に説明する。

0061

図5の構成では、マシンガイダンス装置50は、CANを通じて接続されるコントローラ30を経由して音声出力装置D2に対して音声出力指令を出力する。そのため、コントローラ30の休止判定部31は、ショベルの操作が一時的に休止されていると判定した場合、マシンガイダンス装置50に対してガイダンス音休止指令を出力することなく、ガイダンス音の出力を制限できる。

0062

具体的には、休止判定部31は、マシンガイダンス装置50から音声出力装置D2に送信される音声信号を遮断することで、或いは、音声出力装置D2の音量を低減させる等、音声出力装置D2を直接制御することで、ガイダンス音の出力を制限できる。

0063

同様に、コントローラ30の再開判定部32は、ショベルの操作が再開されたと判定した場合、マシンガイダンス装置50に対してガイダンス音再開指令を出力することなく、ガイダンス音の出力を再開させることができる。

0064

具体的には、再開判定部32は、マシンガイダンス装置50から音声出力装置D2に送信される音声信号の遮断を解除することで、或いは、音声出力装置D2の音量を元に戻す(増大させる)等、音声出力装置D2を直接制御することで、ガイダンス音の出力を再開させることができる。

0065

なお、図5の構成では、表示装置D3はマシンガイダンス装置50に接続されたままとなっているが、音声出力装置D2及び表示装置D3の双方がマシンガイダンス装置50ではなくコントローラ30に接続されてもよい。

0066

以上の構成により、図5の構成におけるコントローラ30は、図3の構成におけるコントローラ30と同様の効果を実現できる。

0067

次に、図6を参照し、コントローラ30及びマシンガイダンス装置50のさらに別の構成例について説明する。なお、図6は、コントローラ30及びマシンガイダンス装置50のさらに別の構成例を示す機能ブロック図である。

0068

図6の構成は、マシンガイダンス装置50が休止判定部31及び再開判定部32を有する点で図3の構成と相違するがその他の点で共通する。そのため、共通部分の説明を省略し、相違部分を詳細に説明する。

0069

図6の構成では、マシンガイダンス装置50は、CANを通じて接続されるコントローラ30を経由してゲートロックレバーD5及び圧力センサ29の出力を受信する。そのため、マシンガイダンス装置50における休止判定部31は、CANを通じて受信したゲートロックレバーD5及び圧力センサ29の出力に基づきショベルの操作が一時的に休止されていると判定した場合、ガイダンス音休止指令を生成することなく、即座にガイダンス音の出力を制限できる。また、マシンガイダンス装置50における再開判定部32は、CANを通じて受信したゲートロックレバーD5及び圧力センサ29の出力に基づきショベルの操作が再開されたと判定した場合、ガイダンス音再開指令を生成することなく、即座にガイダンス音の出力を再開させることができる。なお、図6の構成は、コントローラ30における休止判定部31が有していたゲートロック弁D6及びエンジンコントローラD7のそれぞれに各種指令を送信する機能についてはそのままコントローラ30に残すようにする。

0070

以上の構成により、図6の構成におけるマシンガイダンス装置50は、図3の構成におけるコントローラ30と同様の効果を実現できる。

0071

次に、図7を参照し、コントローラ30のさらに別の構成例について説明する。なお、図7は、コントローラ30のさらに別の構成例を示す機能ブロック図である。

0072

図7の構成は、マシンガイダンス装置50がコントローラ30に統合された点で図3の構成と相違するが各構成要素の機能は同じである。

0073

なお、図7の構成では、マシンガイダンス装置50における姿勢検出部51、偏差計算部52、音声出力制御部53、及び表示制御部54の4つ全ての機能要素がコントローラ30に統合されているが、4つの機能要素のうちの一部のみがコントローラ30に統合されてもよい。この場合、4つの機能要素のうちの統合されていない残りの部分を有するマシンガイダンス装置がコントローラ30に接続される。

0074

以上の構成により、図7の構成におけるコントローラ30は、図3の構成におけるコントローラ30と同様の効果を実現できる。

0075

以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなしに上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。

0076

例えば、上述の実施例では、コントローラ30は、ショベルの操作が一時的に休止されていると判定した場合にガイダンス音を弱め或いは消失させる。しかしながら、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、コントローラ30は、走行操作中であると判定した場合、或いは、旋回操作中であると判定した場合等、ショベルの状態が予め設定された状態であると判定した場合にもガイダンス音を弱め或いは消失させるようにしてもよい。

0077

また、上述の実施例では、世界測地系におけるショベルの位置に関する情報を利用しない2次元マシンガイダンス機能を搭載するショベルについて説明した。しかしながら、本発明は、世界測地系におけるショベルの位置に関する情報を利用する3次元マシンガイダンス機能を搭載するショベルに適用されてもよい。

0078

3次元マシンガイダンス機能を搭載するショベルは、世界測地系におけるショベルの位置に関する情報を取得するための測位装置を有する。測位装置は、ショベルの位置及び向き(方位)を測定する装置であり、例えば、GPS(Global Positioning System)受信機及び電子コンパスを含み、コントローラ30に対してショベルの位置及び向きに関する情報を出力する。電子コンパスは、例えば3軸磁気センサで構成される。また、測位装置は2つのGPS受信機で構成されるGPSコンパスであってもよい。この場合、目標地形情報は、例えば世界測地系を用いて生成される位置情報であり、各種記憶媒体通信ネットワーク等を通じてマシンガイダンス装置50に入力される。

0079

また、上述の実施例では、コントローラ30は、ガイダンス音の出力のみを必要に応じて休止させ、表示装置D3へのガイダンス表示を継続させる。しかしながら、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、コントローラ30は、ガイダンス音の出力を休止させることに加え、表示装置D3におけるガイダンス表示を休止させてもよい。

0080

また、上述の実施例では、音声出力制御部53は、バケット6の先端位置と目標地形の表面との鉛直方向における距離として導き出した偏差が小さくなるほど断続音の出力間隔(無音部分の長さ)を短くする。しかしながら、本発明はこの構成に限定されるものではない。音声出力制御部53は、ガイダンス音を聞いた操作者がその偏差の大きさを認識できるのであれば、任意の態様でガイダンス音を出力させてもよい。例えば、音声出力制御部53は、その偏差が小さくなるほどガイダンス音の高さ(周波数)を高くしてもよい。

0081

1・・・下部走行体1A、1B・・・走行用油圧モータ2・・・旋回機構3・・・上部旋回体4・・・ブーム5・・・アーム6・・・バケット7・・・ブームシリンダ8・・・アームシリンダ9・・・バケットシリンダ10・・・キャビン11・・・エンジン14・・・メインポンプ15・・・パイロットポンプ16・・・高圧油圧ライン17・・・コントロールバルブ21・・・旋回用油圧モータ25・・・パイロットライン26・・・操作装置26A、26B・・・レバー 26C・・・ペダル27、28・・・油圧ライン29・・・圧力センサ30・・・コントローラ31・・・休止判定部 32・・・再開判定部 50・・・マシンガイダンス装置51・・・姿勢検出部 52・・・偏差計算部 53・・・音声出力制御部 54・・・表示制御部 S1・・・ブーム角度センサS2・・・アーム角度センサS3・・・バケット角度センサS4・・・機体傾斜センサD1・・・入力装置D2・・・音声出力装置D3・・・表示装置D4・・・記憶装置D5・・・ゲートロックレバーD6・・・ゲートロック弁D7・・・エンジンコントローラ

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